9b7bdae584b8c5002335906473af023f21189c65
[ffmpeg.git] / libavcodec / aacps.c
1 /*
2  * MPEG-4 Parametric Stereo decoding functions
3  * Copyright (c) 2010 Alex Converse <alex.converse@gmail.com>
4  *
5  * This file is part of FFmpeg.
6  *
7  * FFmpeg is free software; you can redistribute it and/or
8  * modify it under the terms of the GNU Lesser General Public
9  * License as published by the Free Software Foundation; either
10  * version 2.1 of the License, or (at your option) any later version.
11  *
12  * FFmpeg is distributed in the hope that it will be useful,
13  * but WITHOUT ANY WARRANTY; without even the implied warranty of
14  * MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.  See the GNU
15  * Lesser General Public License for more details.
16  *
17  * You should have received a copy of the GNU Lesser General Public
18  * License along with FFmpeg; if not, write to the Free Software
19  * Foundation, Inc., 51 Franklin Street, Fifth Floor, Boston, MA 02110-1301 USA
20  */
21
22 #include <stdint.h>
23 #include "libavutil/common.h"
24 #include "libavutil/internal.h"
25 #include "libavutil/mathematics.h"
26 #include "avcodec.h"
27 #include "get_bits.h"
28 #include "aacps.h"
29 #include "aacps_tablegen.h"
30 #include "aacpsdata.c"
31
32 #define PS_BASELINE 0  ///< Operate in Baseline PS mode
33                        ///< Baseline implies 10 or 20 stereo bands,
34                        ///< mixing mode A, and no ipd/opd
35
36 #define numQMFSlots 32 //numTimeSlots * RATE
37
38 static const int8_t num_env_tab[2][4] = {
39     { 0, 1, 2, 4, },
40     { 1, 2, 3, 4, },
41 };
42
43 static const int8_t nr_iidicc_par_tab[] = {
44     10, 20, 34, 10, 20, 34,
45 };
46
47 static const int8_t nr_iidopd_par_tab[] = {
48      5, 11, 17,  5, 11, 17,
49 };
50
51 enum {
52     huff_iid_df1,
53     huff_iid_dt1,
54     huff_iid_df0,
55     huff_iid_dt0,
56     huff_icc_df,
57     huff_icc_dt,
58     huff_ipd_df,
59     huff_ipd_dt,
60     huff_opd_df,
61     huff_opd_dt,
62 };
63
64 static const int huff_iid[] = {
65     huff_iid_df0,
66     huff_iid_df1,
67     huff_iid_dt0,
68     huff_iid_dt1,
69 };
70
71 static VLC vlc_ps[10];
72
73 #define READ_PAR_DATA(PAR, OFFSET, MASK, ERR_CONDITION) \
74 /** \
75  * Read Inter-channel Intensity Difference/Inter-Channel Coherence/ \
76  * Inter-channel Phase Difference/Overall Phase Difference parameters from the \
77  * bitstream. \
78  * \
79  * @param avctx contains the current codec context \
80  * @param gb    pointer to the input bitstream \
81  * @param ps    pointer to the Parametric Stereo context \
82  * @param PAR   pointer to the parameter to be read \
83  * @param e     envelope to decode \
84  * @param dt    1: time delta-coded, 0: frequency delta-coded \
85  */ \
86 static int read_ ## PAR ## _data(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb, PSContext *ps, \
87                         int8_t (*PAR)[PS_MAX_NR_IIDICC], int table_idx, int e, int dt) \
88 { \
89     int b, num = ps->nr_ ## PAR ## _par; \
90     VLC_TYPE (*vlc_table)[2] = vlc_ps[table_idx].table; \
91     if (dt) { \
92         int e_prev = e ? e - 1 : ps->num_env_old - 1; \
93         e_prev = FFMAX(e_prev, 0); \
94         for (b = 0; b < num; b++) { \
95             int val = PAR[e_prev][b] + get_vlc2(gb, vlc_table, 9, 3) - OFFSET; \
96             if (MASK) val &= MASK; \
97             PAR[e][b] = val; \
98             if (ERR_CONDITION) \
99                 goto err; \
100         } \
101     } else { \
102         int val = 0; \
103         for (b = 0; b < num; b++) { \
104             val += get_vlc2(gb, vlc_table, 9, 3) - OFFSET; \
105             if (MASK) val &= MASK; \
106             PAR[e][b] = val; \
107             if (ERR_CONDITION) \
108                 goto err; \
109         } \
110     } \
111     return 0; \
112 err: \
113     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "illegal "#PAR"\n"); \
114     return -1; \
115 }
116
117 READ_PAR_DATA(iid,    huff_offset[table_idx],    0, FFABS(ps->iid_par[e][b]) > 7 + 8 * ps->iid_quant)
118 READ_PAR_DATA(icc,    huff_offset[table_idx],    0, ps->icc_par[e][b] > 7U)
119 READ_PAR_DATA(ipdopd,                      0, 0x07, 0)
120
121 static int ps_read_extension_data(GetBitContext *gb, PSContext *ps, int ps_extension_id)
122 {
123     int e;
124     int count = get_bits_count(gb);
125
126     if (ps_extension_id)
127         return 0;
128
129     ps->enable_ipdopd = get_bits1(gb);
130     if (ps->enable_ipdopd) {
131         for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
132             int dt = get_bits1(gb);
133             read_ipdopd_data(NULL, gb, ps, ps->ipd_par, dt ? huff_ipd_dt : huff_ipd_df, e, dt);
134             dt = get_bits1(gb);
135             read_ipdopd_data(NULL, gb, ps, ps->opd_par, dt ? huff_opd_dt : huff_opd_df, e, dt);
136         }
137     }
138     skip_bits1(gb);      //reserved_ps
139     return get_bits_count(gb) - count;
140 }
141
142 static void ipdopd_reset(int8_t *ipd_hist, int8_t *opd_hist)
143 {
144     int i;
145     for (i = 0; i < PS_MAX_NR_IPDOPD; i++) {
146         opd_hist[i] = 0;
147         ipd_hist[i] = 0;
148     }
149 }
150
151 int ff_ps_read_data(AVCodecContext *avctx, GetBitContext *gb_host, PSContext *ps, int bits_left)
152 {
153     int e;
154     int bit_count_start = get_bits_count(gb_host);
155     int header;
156     int bits_consumed;
157     GetBitContext gbc = *gb_host, *gb = &gbc;
158
159     header = get_bits1(gb);
160     if (header) {     //enable_ps_header
161         ps->enable_iid = get_bits1(gb);
162         if (ps->enable_iid) {
163             int iid_mode = get_bits(gb, 3);
164             if (iid_mode > 5) {
165                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "iid_mode %d is reserved.\n",
166                        iid_mode);
167                 goto err;
168             }
169             ps->nr_iid_par    = nr_iidicc_par_tab[iid_mode];
170             ps->iid_quant     = iid_mode > 2;
171             ps->nr_ipdopd_par = nr_iidopd_par_tab[iid_mode];
172         }
173         ps->enable_icc = get_bits1(gb);
174         if (ps->enable_icc) {
175             ps->icc_mode = get_bits(gb, 3);
176             if (ps->icc_mode > 5) {
177                 av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "icc_mode %d is reserved.\n",
178                        ps->icc_mode);
179                 goto err;
180             }
181             ps->nr_icc_par = nr_iidicc_par_tab[ps->icc_mode];
182         }
183         ps->enable_ext = get_bits1(gb);
184     }
185
186     ps->frame_class = get_bits1(gb);
187     ps->num_env_old = ps->num_env;
188     ps->num_env     = num_env_tab[ps->frame_class][get_bits(gb, 2)];
189
190     ps->border_position[0] = -1;
191     if (ps->frame_class) {
192         for (e = 1; e <= ps->num_env; e++)
193             ps->border_position[e] = get_bits(gb, 5);
194     } else
195         for (e = 1; e <= ps->num_env; e++)
196             ps->border_position[e] = (e * numQMFSlots >> ff_log2_tab[ps->num_env]) - 1;
197
198     if (ps->enable_iid) {
199         for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
200             int dt = get_bits1(gb);
201             if (read_iid_data(avctx, gb, ps, ps->iid_par, huff_iid[2*dt+ps->iid_quant], e, dt))
202                 goto err;
203         }
204     } else
205         memset(ps->iid_par, 0, sizeof(ps->iid_par));
206
207     if (ps->enable_icc)
208         for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
209             int dt = get_bits1(gb);
210             if (read_icc_data(avctx, gb, ps, ps->icc_par, dt ? huff_icc_dt : huff_icc_df, e, dt))
211                 goto err;
212         }
213     else
214         memset(ps->icc_par, 0, sizeof(ps->icc_par));
215
216     if (ps->enable_ext) {
217         int cnt = get_bits(gb, 4);
218         if (cnt == 15) {
219             cnt += get_bits(gb, 8);
220         }
221         cnt *= 8;
222         while (cnt > 7) {
223             int ps_extension_id = get_bits(gb, 2);
224             cnt -= 2 + ps_read_extension_data(gb, ps, ps_extension_id);
225         }
226         if (cnt < 0) {
227             av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "ps extension overflow %d\n", cnt);
228             goto err;
229         }
230         skip_bits(gb, cnt);
231     }
232
233     ps->enable_ipdopd &= !PS_BASELINE;
234
235     //Fix up envelopes
236     if (!ps->num_env || ps->border_position[ps->num_env] < numQMFSlots - 1) {
237         //Create a fake envelope
238         int source = ps->num_env ? ps->num_env - 1 : ps->num_env_old - 1;
239         int b;
240         if (source >= 0 && source != ps->num_env) {
241             if (ps->enable_iid) {
242                 memcpy(ps->iid_par+ps->num_env, ps->iid_par+source, sizeof(ps->iid_par[0]));
243             }
244             if (ps->enable_icc) {
245                 memcpy(ps->icc_par+ps->num_env, ps->icc_par+source, sizeof(ps->icc_par[0]));
246             }
247             if (ps->enable_ipdopd) {
248                 memcpy(ps->ipd_par+ps->num_env, ps->ipd_par+source, sizeof(ps->ipd_par[0]));
249                 memcpy(ps->opd_par+ps->num_env, ps->opd_par+source, sizeof(ps->opd_par[0]));
250             }
251         }
252         if (ps->enable_iid){
253             for (b = 0; b < ps->nr_iid_par; b++) {
254                 if (FFABS(ps->iid_par[ps->num_env][b]) > 7 + 8 * ps->iid_quant) {
255                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "iid_par invalid\n");
256                     goto err;
257                 }
258             }
259         }
260         if (ps->enable_icc){
261             for (b = 0; b < ps->nr_iid_par; b++) {
262                 if (ps->icc_par[ps->num_env][b] > 7U) {
263                     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "icc_par invalid\n");
264                     goto err;
265                 }
266             }
267         }
268         ps->num_env++;
269         ps->border_position[ps->num_env] = numQMFSlots - 1;
270     }
271
272
273     ps->is34bands_old = ps->is34bands;
274     if (!PS_BASELINE && (ps->enable_iid || ps->enable_icc))
275         ps->is34bands = (ps->enable_iid && ps->nr_iid_par == 34) ||
276                         (ps->enable_icc && ps->nr_icc_par == 34);
277
278     //Baseline
279     if (!ps->enable_ipdopd) {
280         memset(ps->ipd_par, 0, sizeof(ps->ipd_par));
281         memset(ps->opd_par, 0, sizeof(ps->opd_par));
282     }
283
284     if (header)
285         ps->start = 1;
286
287     bits_consumed = get_bits_count(gb) - bit_count_start;
288     if (bits_consumed <= bits_left) {
289         skip_bits_long(gb_host, bits_consumed);
290         return bits_consumed;
291     }
292     av_log(avctx, AV_LOG_ERROR, "Expected to read %d PS bits actually read %d.\n", bits_left, bits_consumed);
293 err:
294     ps->start = 0;
295     skip_bits_long(gb_host, bits_left);
296     memset(ps->iid_par, 0, sizeof(ps->iid_par));
297     memset(ps->icc_par, 0, sizeof(ps->icc_par));
298     memset(ps->ipd_par, 0, sizeof(ps->ipd_par));
299     memset(ps->opd_par, 0, sizeof(ps->opd_par));
300     return bits_left;
301 }
302
303 /** Split one subband into 2 subsubbands with a symmetric real filter.
304  * The filter must have its non-center even coefficients equal to zero. */
305 static void hybrid2_re(float (*in)[2], float (*out)[32][2], const float filter[8], int len, int reverse)
306 {
307     int i, j;
308     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
309         float re_in = filter[6] * in[6][0];          //real inphase
310         float re_op = 0.0f;                          //real out of phase
311         float im_in = filter[6] * in[6][1];          //imag inphase
312         float im_op = 0.0f;                          //imag out of phase
313         for (j = 0; j < 6; j += 2) {
314             re_op += filter[j+1] * (in[j+1][0] + in[12-j-1][0]);
315             im_op += filter[j+1] * (in[j+1][1] + in[12-j-1][1]);
316         }
317         out[ reverse][i][0] = re_in + re_op;
318         out[ reverse][i][1] = im_in + im_op;
319         out[!reverse][i][0] = re_in - re_op;
320         out[!reverse][i][1] = im_in - im_op;
321     }
322 }
323
324 /** Split one subband into 6 subsubbands with a complex filter */
325 static void hybrid6_cx(PSDSPContext *dsp, float (*in)[2], float (*out)[32][2],
326                        TABLE_CONST float (*filter)[8][2], int len)
327 {
328     int i;
329     int N = 8;
330     LOCAL_ALIGNED_16(float, temp, [8], [2]);
331
332     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
333         dsp->hybrid_analysis(temp, in, (const float (*)[8][2]) filter, 1, N);
334         out[0][i][0] = temp[6][0];
335         out[0][i][1] = temp[6][1];
336         out[1][i][0] = temp[7][0];
337         out[1][i][1] = temp[7][1];
338         out[2][i][0] = temp[0][0];
339         out[2][i][1] = temp[0][1];
340         out[3][i][0] = temp[1][0];
341         out[3][i][1] = temp[1][1];
342         out[4][i][0] = temp[2][0] + temp[5][0];
343         out[4][i][1] = temp[2][1] + temp[5][1];
344         out[5][i][0] = temp[3][0] + temp[4][0];
345         out[5][i][1] = temp[3][1] + temp[4][1];
346     }
347 }
348
349 static void hybrid4_8_12_cx(PSDSPContext *dsp,
350                             float (*in)[2], float (*out)[32][2],
351                             TABLE_CONST float (*filter)[8][2], int N, int len)
352 {
353     int i;
354
355     for (i = 0; i < len; i++, in++) {
356         dsp->hybrid_analysis(out[0] + i, in, (const float (*)[8][2]) filter, 32, N);
357     }
358 }
359
360 static void hybrid_analysis(PSDSPContext *dsp, float out[91][32][2],
361                             float in[5][44][2], float L[2][38][64],
362                             int is34, int len)
363 {
364     int i, j;
365     for (i = 0; i < 5; i++) {
366         for (j = 0; j < 38; j++) {
367             in[i][j+6][0] = L[0][j][i];
368             in[i][j+6][1] = L[1][j][i];
369         }
370     }
371     if (is34) {
372         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[0], out,    f34_0_12, 12, len);
373         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[1], out+12, f34_1_8,   8, len);
374         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[2], out+20, f34_2_4,   4, len);
375         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[3], out+24, f34_2_4,   4, len);
376         hybrid4_8_12_cx(dsp, in[4], out+28, f34_2_4,   4, len);
377         dsp->hybrid_analysis_ileave(out + 27, L, 5, len);
378     } else {
379         hybrid6_cx(dsp, in[0], out, f20_0_8, len);
380         hybrid2_re(in[1], out+6, g1_Q2, len, 1);
381         hybrid2_re(in[2], out+8, g1_Q2, len, 0);
382         dsp->hybrid_analysis_ileave(out + 7, L, 3, len);
383     }
384     //update in_buf
385     for (i = 0; i < 5; i++) {
386         memcpy(in[i], in[i]+32, 6 * sizeof(in[i][0]));
387     }
388 }
389
390 static void hybrid_synthesis(PSDSPContext *dsp, float out[2][38][64],
391                              float in[91][32][2], int is34, int len)
392 {
393     int i, n;
394     if (is34) {
395         for (n = 0; n < len; n++) {
396             memset(out[0][n], 0, 5*sizeof(out[0][n][0]));
397             memset(out[1][n], 0, 5*sizeof(out[1][n][0]));
398             for (i = 0; i < 12; i++) {
399                 out[0][n][0] += in[   i][n][0];
400                 out[1][n][0] += in[   i][n][1];
401             }
402             for (i = 0; i < 8; i++) {
403                 out[0][n][1] += in[12+i][n][0];
404                 out[1][n][1] += in[12+i][n][1];
405             }
406             for (i = 0; i < 4; i++) {
407                 out[0][n][2] += in[20+i][n][0];
408                 out[1][n][2] += in[20+i][n][1];
409                 out[0][n][3] += in[24+i][n][0];
410                 out[1][n][3] += in[24+i][n][1];
411                 out[0][n][4] += in[28+i][n][0];
412                 out[1][n][4] += in[28+i][n][1];
413             }
414         }
415         dsp->hybrid_synthesis_deint(out, in + 27, 5, len);
416     } else {
417         for (n = 0; n < len; n++) {
418             out[0][n][0] = in[0][n][0] + in[1][n][0] + in[2][n][0] +
419                            in[3][n][0] + in[4][n][0] + in[5][n][0];
420             out[1][n][0] = in[0][n][1] + in[1][n][1] + in[2][n][1] +
421                            in[3][n][1] + in[4][n][1] + in[5][n][1];
422             out[0][n][1] = in[6][n][0] + in[7][n][0];
423             out[1][n][1] = in[6][n][1] + in[7][n][1];
424             out[0][n][2] = in[8][n][0] + in[9][n][0];
425             out[1][n][2] = in[8][n][1] + in[9][n][1];
426         }
427         dsp->hybrid_synthesis_deint(out, in + 7, 3, len);
428     }
429 }
430
431 /// All-pass filter decay slope
432 #define DECAY_SLOPE      0.05f
433 /// Number of frequency bands that can be addressed by the parameter index, b(k)
434 static const int   NR_PAR_BANDS[]      = { 20, 34 };
435 /// Number of frequency bands that can be addressed by the sub subband index, k
436 static const int   NR_BANDS[]          = { 71, 91 };
437 /// Start frequency band for the all-pass filter decay slope
438 static const int   DECAY_CUTOFF[]      = { 10, 32 };
439 /// Number of all-pass filer bands
440 static const int   NR_ALLPASS_BANDS[]  = { 30, 50 };
441 /// First stereo band using the short one sample delay
442 static const int   SHORT_DELAY_BAND[]  = { 42, 62 };
443
444 /** Table 8.46 */
445 static void map_idx_10_to_20(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
446 {
447     int b;
448     if (full)
449         b = 9;
450     else {
451         b = 4;
452         par_mapped[10] = 0;
453     }
454     for (; b >= 0; b--) {
455         par_mapped[2*b+1] = par_mapped[2*b] = par[b];
456     }
457 }
458
459 static void map_idx_34_to_20(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
460 {
461     par_mapped[ 0] = (2*par[ 0] +   par[ 1]) / 3;
462     par_mapped[ 1] = (  par[ 1] + 2*par[ 2]) / 3;
463     par_mapped[ 2] = (2*par[ 3] +   par[ 4]) / 3;
464     par_mapped[ 3] = (  par[ 4] + 2*par[ 5]) / 3;
465     par_mapped[ 4] = (  par[ 6] +   par[ 7]) / 2;
466     par_mapped[ 5] = (  par[ 8] +   par[ 9]) / 2;
467     par_mapped[ 6] =    par[10];
468     par_mapped[ 7] =    par[11];
469     par_mapped[ 8] = (  par[12] +   par[13]) / 2;
470     par_mapped[ 9] = (  par[14] +   par[15]) / 2;
471     par_mapped[10] =    par[16];
472     if (full) {
473         par_mapped[11] =    par[17];
474         par_mapped[12] =    par[18];
475         par_mapped[13] =    par[19];
476         par_mapped[14] = (  par[20] +   par[21]) / 2;
477         par_mapped[15] = (  par[22] +   par[23]) / 2;
478         par_mapped[16] = (  par[24] +   par[25]) / 2;
479         par_mapped[17] = (  par[26] +   par[27]) / 2;
480         par_mapped[18] = (  par[28] +   par[29] +   par[30] +   par[31]) / 4;
481         par_mapped[19] = (  par[32] +   par[33]) / 2;
482     }
483 }
484
485 static void map_val_34_to_20(float par[PS_MAX_NR_IIDICC])
486 {
487     par[ 0] = (2*par[ 0] +   par[ 1]) * 0.33333333f;
488     par[ 1] = (  par[ 1] + 2*par[ 2]) * 0.33333333f;
489     par[ 2] = (2*par[ 3] +   par[ 4]) * 0.33333333f;
490     par[ 3] = (  par[ 4] + 2*par[ 5]) * 0.33333333f;
491     par[ 4] = (  par[ 6] +   par[ 7]) * 0.5f;
492     par[ 5] = (  par[ 8] +   par[ 9]) * 0.5f;
493     par[ 6] =    par[10];
494     par[ 7] =    par[11];
495     par[ 8] = (  par[12] +   par[13]) * 0.5f;
496     par[ 9] = (  par[14] +   par[15]) * 0.5f;
497     par[10] =    par[16];
498     par[11] =    par[17];
499     par[12] =    par[18];
500     par[13] =    par[19];
501     par[14] = (  par[20] +   par[21]) * 0.5f;
502     par[15] = (  par[22] +   par[23]) * 0.5f;
503     par[16] = (  par[24] +   par[25]) * 0.5f;
504     par[17] = (  par[26] +   par[27]) * 0.5f;
505     par[18] = (  par[28] +   par[29] +   par[30] +   par[31]) * 0.25f;
506     par[19] = (  par[32] +   par[33]) * 0.5f;
507 }
508
509 static void map_idx_10_to_34(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
510 {
511     if (full) {
512         par_mapped[33] = par[9];
513         par_mapped[32] = par[9];
514         par_mapped[31] = par[9];
515         par_mapped[30] = par[9];
516         par_mapped[29] = par[9];
517         par_mapped[28] = par[9];
518         par_mapped[27] = par[8];
519         par_mapped[26] = par[8];
520         par_mapped[25] = par[8];
521         par_mapped[24] = par[8];
522         par_mapped[23] = par[7];
523         par_mapped[22] = par[7];
524         par_mapped[21] = par[7];
525         par_mapped[20] = par[7];
526         par_mapped[19] = par[6];
527         par_mapped[18] = par[6];
528         par_mapped[17] = par[5];
529         par_mapped[16] = par[5];
530     } else {
531         par_mapped[16] =      0;
532     }
533     par_mapped[15] = par[4];
534     par_mapped[14] = par[4];
535     par_mapped[13] = par[4];
536     par_mapped[12] = par[4];
537     par_mapped[11] = par[3];
538     par_mapped[10] = par[3];
539     par_mapped[ 9] = par[2];
540     par_mapped[ 8] = par[2];
541     par_mapped[ 7] = par[2];
542     par_mapped[ 6] = par[2];
543     par_mapped[ 5] = par[1];
544     par_mapped[ 4] = par[1];
545     par_mapped[ 3] = par[1];
546     par_mapped[ 2] = par[0];
547     par_mapped[ 1] = par[0];
548     par_mapped[ 0] = par[0];
549 }
550
551 static void map_idx_20_to_34(int8_t *par_mapped, const int8_t *par, int full)
552 {
553     if (full) {
554         par_mapped[33] =  par[19];
555         par_mapped[32] =  par[19];
556         par_mapped[31] =  par[18];
557         par_mapped[30] =  par[18];
558         par_mapped[29] =  par[18];
559         par_mapped[28] =  par[18];
560         par_mapped[27] =  par[17];
561         par_mapped[26] =  par[17];
562         par_mapped[25] =  par[16];
563         par_mapped[24] =  par[16];
564         par_mapped[23] =  par[15];
565         par_mapped[22] =  par[15];
566         par_mapped[21] =  par[14];
567         par_mapped[20] =  par[14];
568         par_mapped[19] =  par[13];
569         par_mapped[18] =  par[12];
570         par_mapped[17] =  par[11];
571     }
572     par_mapped[16] =  par[10];
573     par_mapped[15] =  par[ 9];
574     par_mapped[14] =  par[ 9];
575     par_mapped[13] =  par[ 8];
576     par_mapped[12] =  par[ 8];
577     par_mapped[11] =  par[ 7];
578     par_mapped[10] =  par[ 6];
579     par_mapped[ 9] =  par[ 5];
580     par_mapped[ 8] =  par[ 5];
581     par_mapped[ 7] =  par[ 4];
582     par_mapped[ 6] =  par[ 4];
583     par_mapped[ 5] =  par[ 3];
584     par_mapped[ 4] = (par[ 2] + par[ 3]) / 2;
585     par_mapped[ 3] =  par[ 2];
586     par_mapped[ 2] =  par[ 1];
587     par_mapped[ 1] = (par[ 0] + par[ 1]) / 2;
588     par_mapped[ 0] =  par[ 0];
589 }
590
591 static void map_val_20_to_34(float par[PS_MAX_NR_IIDICC])
592 {
593     par[33] =  par[19];
594     par[32] =  par[19];
595     par[31] =  par[18];
596     par[30] =  par[18];
597     par[29] =  par[18];
598     par[28] =  par[18];
599     par[27] =  par[17];
600     par[26] =  par[17];
601     par[25] =  par[16];
602     par[24] =  par[16];
603     par[23] =  par[15];
604     par[22] =  par[15];
605     par[21] =  par[14];
606     par[20] =  par[14];
607     par[19] =  par[13];
608     par[18] =  par[12];
609     par[17] =  par[11];
610     par[16] =  par[10];
611     par[15] =  par[ 9];
612     par[14] =  par[ 9];
613     par[13] =  par[ 8];
614     par[12] =  par[ 8];
615     par[11] =  par[ 7];
616     par[10] =  par[ 6];
617     par[ 9] =  par[ 5];
618     par[ 8] =  par[ 5];
619     par[ 7] =  par[ 4];
620     par[ 6] =  par[ 4];
621     par[ 5] =  par[ 3];
622     par[ 4] = (par[ 2] + par[ 3]) * 0.5f;
623     par[ 3] =  par[ 2];
624     par[ 2] =  par[ 1];
625     par[ 1] = (par[ 0] + par[ 1]) * 0.5f;
626 }
627
628 static void decorrelation(PSContext *ps, float (*out)[32][2], const float (*s)[32][2], int is34)
629 {
630     LOCAL_ALIGNED_16(float, power, [34], [PS_QMF_TIME_SLOTS]);
631     LOCAL_ALIGNED_16(float, transient_gain, [34], [PS_QMF_TIME_SLOTS]);
632     float *peak_decay_nrg = ps->peak_decay_nrg;
633     float *power_smooth = ps->power_smooth;
634     float *peak_decay_diff_smooth = ps->peak_decay_diff_smooth;
635     float (*delay)[PS_QMF_TIME_SLOTS + PS_MAX_DELAY][2] = ps->delay;
636     float (*ap_delay)[PS_AP_LINKS][PS_QMF_TIME_SLOTS + PS_MAX_AP_DELAY][2] = ps->ap_delay;
637     const int8_t *k_to_i = is34 ? k_to_i_34 : k_to_i_20;
638     const float peak_decay_factor = 0.76592833836465f;
639     const float transient_impact  = 1.5f;
640     const float a_smooth          = 0.25f; ///< Smoothing coefficient
641     int i, k, m, n;
642     int n0 = 0, nL = 32;
643
644     memset(power, 0, 34 * sizeof(*power));
645
646     if (is34 != ps->is34bands_old) {
647         memset(ps->peak_decay_nrg,         0, sizeof(ps->peak_decay_nrg));
648         memset(ps->power_smooth,           0, sizeof(ps->power_smooth));
649         memset(ps->peak_decay_diff_smooth, 0, sizeof(ps->peak_decay_diff_smooth));
650         memset(ps->delay,                  0, sizeof(ps->delay));
651         memset(ps->ap_delay,               0, sizeof(ps->ap_delay));
652     }
653
654     for (k = 0; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
655         int i = k_to_i[k];
656         ps->dsp.add_squares(power[i], s[k], nL - n0);
657     }
658
659     //Transient detection
660     for (i = 0; i < NR_PAR_BANDS[is34]; i++) {
661         for (n = n0; n < nL; n++) {
662             float decayed_peak = peak_decay_factor * peak_decay_nrg[i];
663             float denom;
664             peak_decay_nrg[i] = FFMAX(decayed_peak, power[i][n]);
665             power_smooth[i] += a_smooth * (power[i][n] - power_smooth[i]);
666             peak_decay_diff_smooth[i] += a_smooth * (peak_decay_nrg[i] - power[i][n] - peak_decay_diff_smooth[i]);
667             denom = transient_impact * peak_decay_diff_smooth[i];
668             transient_gain[i][n]   = (denom > power_smooth[i]) ?
669                                          power_smooth[i] / denom : 1.0f;
670         }
671     }
672
673     //Decorrelation and transient reduction
674     //                         PS_AP_LINKS - 1
675     //                               -----
676     //                                | |  Q_fract_allpass[k][m]*z^-link_delay[m] - a[m]*g_decay_slope[k]
677     //H[k][z] = z^-2 * phi_fract[k] * | | ----------------------------------------------------------------
678     //                                | | 1 - a[m]*g_decay_slope[k]*Q_fract_allpass[k][m]*z^-link_delay[m]
679     //                               m = 0
680     //d[k][z] (out) = transient_gain_mapped[k][z] * H[k][z] * s[k][z]
681     for (k = 0; k < NR_ALLPASS_BANDS[is34]; k++) {
682         int b = k_to_i[k];
683         float g_decay_slope = 1.f - DECAY_SLOPE * (k - DECAY_CUTOFF[is34]);
684         g_decay_slope = av_clipf(g_decay_slope, 0.f, 1.f);
685         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
686         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
687         for (m = 0; m < PS_AP_LINKS; m++) {
688             memcpy(ap_delay[k][m],   ap_delay[k][m]+numQMFSlots,           5*sizeof(ap_delay[k][m][0]));
689         }
690         ps->dsp.decorrelate(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 2, ap_delay[k],
691                             phi_fract[is34][k],
692                             (const float (*)[2]) Q_fract_allpass[is34][k],
693                             transient_gain[b], g_decay_slope, nL - n0);
694     }
695     for (; k < SHORT_DELAY_BAND[is34]; k++) {
696         int i = k_to_i[k];
697         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
698         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
699         //H = delay 14
700         ps->dsp.mul_pair_single(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 14,
701                                 transient_gain[i], nL - n0);
702     }
703     for (; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
704         int i = k_to_i[k];
705         memcpy(delay[k], delay[k]+nL, PS_MAX_DELAY*sizeof(delay[k][0]));
706         memcpy(delay[k]+PS_MAX_DELAY, s[k], numQMFSlots*sizeof(delay[k][0]));
707         //H = delay 1
708         ps->dsp.mul_pair_single(out[k], delay[k] + PS_MAX_DELAY - 1,
709                                 transient_gain[i], nL - n0);
710     }
711 }
712
713 static void remap34(int8_t (**p_par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC],
714                     int8_t           (*par)[PS_MAX_NR_IIDICC],
715                     int num_par, int num_env, int full)
716 {
717     int8_t (*par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = *p_par_mapped;
718     int e;
719     if (num_par == 20 || num_par == 11) {
720         for (e = 0; e < num_env; e++) {
721             map_idx_20_to_34(par_mapped[e], par[e], full);
722         }
723     } else if (num_par == 10 || num_par == 5) {
724         for (e = 0; e < num_env; e++) {
725             map_idx_10_to_34(par_mapped[e], par[e], full);
726         }
727     } else {
728         *p_par_mapped = par;
729     }
730 }
731
732 static void remap20(int8_t (**p_par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC],
733                     int8_t           (*par)[PS_MAX_NR_IIDICC],
734                     int num_par, int num_env, int full)
735 {
736     int8_t (*par_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = *p_par_mapped;
737     int e;
738     if (num_par == 34 || num_par == 17) {
739         for (e = 0; e < num_env; e++) {
740             map_idx_34_to_20(par_mapped[e], par[e], full);
741         }
742     } else if (num_par == 10 || num_par == 5) {
743         for (e = 0; e < num_env; e++) {
744             map_idx_10_to_20(par_mapped[e], par[e], full);
745         }
746     } else {
747         *p_par_mapped = par;
748     }
749 }
750
751 static void stereo_processing(PSContext *ps, float (*l)[32][2], float (*r)[32][2], int is34)
752 {
753     int e, b, k;
754
755     float (*H11)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H11;
756     float (*H12)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H12;
757     float (*H21)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H21;
758     float (*H22)[PS_MAX_NUM_ENV+1][PS_MAX_NR_IIDICC] = ps->H22;
759     int8_t *opd_hist = ps->opd_hist;
760     int8_t *ipd_hist = ps->ipd_hist;
761     int8_t iid_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
762     int8_t icc_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
763     int8_t ipd_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
764     int8_t opd_mapped_buf[PS_MAX_NUM_ENV][PS_MAX_NR_IIDICC];
765     int8_t (*iid_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = iid_mapped_buf;
766     int8_t (*icc_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = icc_mapped_buf;
767     int8_t (*ipd_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = ipd_mapped_buf;
768     int8_t (*opd_mapped)[PS_MAX_NR_IIDICC] = opd_mapped_buf;
769     const int8_t *k_to_i = is34 ? k_to_i_34 : k_to_i_20;
770     TABLE_CONST float (*H_LUT)[8][4] = (PS_BASELINE || ps->icc_mode < 3) ? HA : HB;
771
772     //Remapping
773     if (ps->num_env_old) {
774         memcpy(H11[0][0], H11[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H11[0][0][0]));
775         memcpy(H11[1][0], H11[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H11[1][0][0]));
776         memcpy(H12[0][0], H12[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H12[0][0][0]));
777         memcpy(H12[1][0], H12[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H12[1][0][0]));
778         memcpy(H21[0][0], H21[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H21[0][0][0]));
779         memcpy(H21[1][0], H21[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H21[1][0][0]));
780         memcpy(H22[0][0], H22[0][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H22[0][0][0]));
781         memcpy(H22[1][0], H22[1][ps->num_env_old], PS_MAX_NR_IIDICC*sizeof(H22[1][0][0]));
782     }
783
784     if (is34) {
785         remap34(&iid_mapped, ps->iid_par, ps->nr_iid_par, ps->num_env, 1);
786         remap34(&icc_mapped, ps->icc_par, ps->nr_icc_par, ps->num_env, 1);
787         if (ps->enable_ipdopd) {
788             remap34(&ipd_mapped, ps->ipd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
789             remap34(&opd_mapped, ps->opd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
790         }
791         if (!ps->is34bands_old) {
792             map_val_20_to_34(H11[0][0]);
793             map_val_20_to_34(H11[1][0]);
794             map_val_20_to_34(H12[0][0]);
795             map_val_20_to_34(H12[1][0]);
796             map_val_20_to_34(H21[0][0]);
797             map_val_20_to_34(H21[1][0]);
798             map_val_20_to_34(H22[0][0]);
799             map_val_20_to_34(H22[1][0]);
800             ipdopd_reset(ipd_hist, opd_hist);
801         }
802     } else {
803         remap20(&iid_mapped, ps->iid_par, ps->nr_iid_par, ps->num_env, 1);
804         remap20(&icc_mapped, ps->icc_par, ps->nr_icc_par, ps->num_env, 1);
805         if (ps->enable_ipdopd) {
806             remap20(&ipd_mapped, ps->ipd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
807             remap20(&opd_mapped, ps->opd_par, ps->nr_ipdopd_par, ps->num_env, 0);
808         }
809         if (ps->is34bands_old) {
810             map_val_34_to_20(H11[0][0]);
811             map_val_34_to_20(H11[1][0]);
812             map_val_34_to_20(H12[0][0]);
813             map_val_34_to_20(H12[1][0]);
814             map_val_34_to_20(H21[0][0]);
815             map_val_34_to_20(H21[1][0]);
816             map_val_34_to_20(H22[0][0]);
817             map_val_34_to_20(H22[1][0]);
818             ipdopd_reset(ipd_hist, opd_hist);
819         }
820     }
821
822     //Mixing
823     for (e = 0; e < ps->num_env; e++) {
824         for (b = 0; b < NR_PAR_BANDS[is34]; b++) {
825             float h11, h12, h21, h22;
826             h11 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][0];
827             h12 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][1];
828             h21 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][2];
829             h22 = H_LUT[iid_mapped[e][b] + 7 + 23 * ps->iid_quant][icc_mapped[e][b]][3];
830
831             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd && 2*b <= NR_PAR_BANDS[is34]) {
832                 //The spec say says to only run this smoother when enable_ipdopd
833                 //is set but the reference decoder appears to run it constantly
834                 float h11i, h12i, h21i, h22i;
835                 float ipd_adj_re, ipd_adj_im;
836                 int opd_idx = opd_hist[b] * 8 + opd_mapped[e][b];
837                 int ipd_idx = ipd_hist[b] * 8 + ipd_mapped[e][b];
838                 float opd_re = pd_re_smooth[opd_idx];
839                 float opd_im = pd_im_smooth[opd_idx];
840                 float ipd_re = pd_re_smooth[ipd_idx];
841                 float ipd_im = pd_im_smooth[ipd_idx];
842                 opd_hist[b] = opd_idx & 0x3F;
843                 ipd_hist[b] = ipd_idx & 0x3F;
844
845                 ipd_adj_re = opd_re*ipd_re + opd_im*ipd_im;
846                 ipd_adj_im = opd_im*ipd_re - opd_re*ipd_im;
847                 h11i = h11 * opd_im;
848                 h11  = h11 * opd_re;
849                 h12i = h12 * ipd_adj_im;
850                 h12  = h12 * ipd_adj_re;
851                 h21i = h21 * opd_im;
852                 h21  = h21 * opd_re;
853                 h22i = h22 * ipd_adj_im;
854                 h22  = h22 * ipd_adj_re;
855                 H11[1][e+1][b] = h11i;
856                 H12[1][e+1][b] = h12i;
857                 H21[1][e+1][b] = h21i;
858                 H22[1][e+1][b] = h22i;
859             }
860             H11[0][e+1][b] = h11;
861             H12[0][e+1][b] = h12;
862             H21[0][e+1][b] = h21;
863             H22[0][e+1][b] = h22;
864         }
865         for (k = 0; k < NR_BANDS[is34]; k++) {
866             float h[2][4];
867             float h_step[2][4];
868             int start = ps->border_position[e];
869             int stop  = ps->border_position[e+1];
870             float width = 1.f / (stop - start);
871             b = k_to_i[k];
872             h[0][0] = H11[0][e][b];
873             h[0][1] = H12[0][e][b];
874             h[0][2] = H21[0][e][b];
875             h[0][3] = H22[0][e][b];
876             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd) {
877             //Is this necessary? ps_04_new seems unchanged
878             if ((is34 && k <= 13 && k >= 9) || (!is34 && k <= 1)) {
879                 h[1][0] = -H11[1][e][b];
880                 h[1][1] = -H12[1][e][b];
881                 h[1][2] = -H21[1][e][b];
882                 h[1][3] = -H22[1][e][b];
883             } else {
884                 h[1][0] = H11[1][e][b];
885                 h[1][1] = H12[1][e][b];
886                 h[1][2] = H21[1][e][b];
887                 h[1][3] = H22[1][e][b];
888             }
889             }
890             //Interpolation
891             h_step[0][0] = (H11[0][e+1][b] - h[0][0]) * width;
892             h_step[0][1] = (H12[0][e+1][b] - h[0][1]) * width;
893             h_step[0][2] = (H21[0][e+1][b] - h[0][2]) * width;
894             h_step[0][3] = (H22[0][e+1][b] - h[0][3]) * width;
895             if (!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd) {
896                 h_step[1][0] = (H11[1][e+1][b] - h[1][0]) * width;
897                 h_step[1][1] = (H12[1][e+1][b] - h[1][1]) * width;
898                 h_step[1][2] = (H21[1][e+1][b] - h[1][2]) * width;
899                 h_step[1][3] = (H22[1][e+1][b] - h[1][3]) * width;
900             }
901             ps->dsp.stereo_interpolate[!PS_BASELINE && ps->enable_ipdopd](
902                 l[k] + start + 1, r[k] + start + 1,
903                 h, h_step, stop - start);
904         }
905     }
906 }
907
908 int ff_ps_apply(AVCodecContext *avctx, PSContext *ps, float L[2][38][64], float R[2][38][64], int top)
909 {
910     LOCAL_ALIGNED_16(float, Lbuf, [91], [32][2]);
911     LOCAL_ALIGNED_16(float, Rbuf, [91], [32][2]);
912     const int len = 32;
913     int is34 = ps->is34bands;
914
915     top += NR_BANDS[is34] - 64;
916     memset(ps->delay+top, 0, (NR_BANDS[is34] - top)*sizeof(ps->delay[0]));
917     if (top < NR_ALLPASS_BANDS[is34])
918         memset(ps->ap_delay + top, 0, (NR_ALLPASS_BANDS[is34] - top)*sizeof(ps->ap_delay[0]));
919
920     hybrid_analysis(&ps->dsp, Lbuf, ps->in_buf, L, is34, len);
921     decorrelation(ps, Rbuf, (const float (*)[32][2]) Lbuf, is34);
922     stereo_processing(ps, Lbuf, Rbuf, is34);
923     hybrid_synthesis(&ps->dsp, L, Lbuf, is34, len);
924     hybrid_synthesis(&ps->dsp, R, Rbuf, is34, len);
925
926     return 0;
927 }
928
929 #define PS_INIT_VLC_STATIC(num, size) \
930     INIT_VLC_STATIC(&vlc_ps[num], 9, ps_tmp[num].table_size / ps_tmp[num].elem_size,    \
931                     ps_tmp[num].ps_bits, 1, 1,                                          \
932                     ps_tmp[num].ps_codes, ps_tmp[num].elem_size, ps_tmp[num].elem_size, \
933                     size);
934
935 #define PS_VLC_ROW(name) \
936     { name ## _codes, name ## _bits, sizeof(name ## _codes), sizeof(name ## _codes[0]) }
937
938 av_cold void ff_ps_init(void) {
939     // Syntax initialization
940     static const struct {
941         const void *ps_codes, *ps_bits;
942         const unsigned int table_size, elem_size;
943     } ps_tmp[] = {
944         PS_VLC_ROW(huff_iid_df1),
945         PS_VLC_ROW(huff_iid_dt1),
946         PS_VLC_ROW(huff_iid_df0),
947         PS_VLC_ROW(huff_iid_dt0),
948         PS_VLC_ROW(huff_icc_df),
949         PS_VLC_ROW(huff_icc_dt),
950         PS_VLC_ROW(huff_ipd_df),
951         PS_VLC_ROW(huff_ipd_dt),
952         PS_VLC_ROW(huff_opd_df),
953         PS_VLC_ROW(huff_opd_dt),
954     };
955
956     PS_INIT_VLC_STATIC(0, 1544);
957     PS_INIT_VLC_STATIC(1,  832);
958     PS_INIT_VLC_STATIC(2, 1024);
959     PS_INIT_VLC_STATIC(3, 1036);
960     PS_INIT_VLC_STATIC(4,  544);
961     PS_INIT_VLC_STATIC(5,  544);
962     PS_INIT_VLC_STATIC(6,  512);
963     PS_INIT_VLC_STATIC(7,  512);
964     PS_INIT_VLC_STATIC(8,  512);
965     PS_INIT_VLC_STATIC(9,  512);
966
967     ps_tableinit();
968 }
969
970 av_cold void ff_ps_ctx_init(PSContext *ps)
971 {
972     ff_psdsp_init(&ps->dsp);
973 }